Simulasi Proses Gasifikasi Dual Fluidized Bed Gasifier dengan Variasi Kecepatan Superfisial Gas di Loopseal

KUSUMA YANI PRAMANTO, Tri Agung Rohmat, B.Eng., M.Eng., Dr.Eng.

2018 | Skripsi | S1 TEKNIK MESIN

Gasifikasi merupakan proses kimia yang mengubah material yang mengandung karbon menjadi gas yang mudah terbakar (CO, CH4, dan H2) melalui proses pembakaran dengan suplai udara yang terbatas. Dual fluidized bed gasifier (DFB Gasifier) merupakan reaktor gasifikasi yang memiliki dua reaktor fluidized bed yang saling berhubungan, dimana salah satu digunakan untuk gasifikasi dan yang lainnya untuk pembakaran char. Sistem DFB Gasifier menggunakan aliran bed material sebagai media yang membawa panas. Dibutuhkah sebuah valve non-mekanikal yang berfungsi untuk mengontrol laju aliran fluida dan bed material tersebut. Loopseal adalah salah satu valve non-mekanikal yang paling banyak digunakan. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh variasi kecepatan superfisial gas di loopseal terhadap proses resirkulasi bed material, konsentrasi syngas sepanjang gasifier, dan konsentrasi syngas yang dihasilkan oleh reaktor DFB Gasifier. Penelitian ini menggunakan metode simulasi dengan menggunakan software CPFD Barracuda Virtual Reactor yang melibatkan proses reaksi kimia gasifikasi. Dari hasil penelitian diperoleh bahwa semakin besar kecepatan superfisial gas di loopseal maka semakin besar nilai solid circulation-rate dan fluid mass flow-rate yang keluar dari loopseal serta selisih tekanan masuk dan keluar loopseal. Dalam proses gasifikasi sepanjang gasifier, variasi kecepatan superfisal tersebut tidak menyebabkan banyak perbedaan pada pola konsentrasi gas yang dihasilkan. Perbedaan hanya terletak pada besar konsentrasi tiap gas yang dihasilkan. Semakin besar kecepatan superfisial gas di loopseal, maka akan memperbesar fraksi mol gas O2 di dalam gasifier dan memperkecil fraksi mol syngas yang dihasilkan. Hal tersebut dapat menurunkan kualitas gas hasil proses gasifikasi. Memperbesar nilai ER dapat menambah jumlah konsentrasi syngas yang dihasilkan.

Gasifiaction is the conversion of carbon feedstock into combustible gasses from combustion with poor oxygen supply process. Dual fluidized bed gasifier is a gasification reactor that have two interconnected fluidized reactor where one side is used to gasification process and another side is used to char combustion process. DFB Gasifier system use a bed material flow as a heating agent. We need a non-mechanical valve to control fluid mass flow rate and solid circulation rate. Loopseal is the one of non-mechanical valve generally use. Objective of this research is to understand the effect of loopseal gas superficial velocity trought bed material recirculation, syngas concentration along gasifier, and syngas concentration from DFB Gasifier reactor. This research use computational method with CPFD Barracuda Virtual Reactor software and use its chemical reaction add-on. The output of this research are increasement of loopseal gas superficial velocity can increase solid circulation-rate and fluid mass flow-rate from loopseal and pressure difference of loopseal input and output. The increasement of loopseal gas superficial velocity are not affect to the gas concentration pattern, instead the value of its concentration along gasifier. The increasement of loopseal gas superficial velocity also can decrease the concentration of syngas.

Kata Kunci : Dual fluidized bed gasifier, gasifikasi, Loopseal, CPFD, syngas, solid circulation-rate.